Dermal yama - Dermal patch

Bir dermal yama ya da deri yaması a, ilaçlı yapışkan yerleştirilir yama deri deri içine bir ilaç vermek için. Bu, ilacı deriden ve kan dolaşımına ileten bir transdermal yamanın aksine .

Popüler kullanımlar

• Flector ( diklofenak epolamin) yama, küçük suşlar, burkulmalar ve kontüzyonlar nedeniyle akut ağrının tedavisi için bir NSAID topikal yamadır. Ayrıca, fibromiyalji ve artrit dahil olmak üzere NSAID'lerden yararlanan kronik durumlar için ağrı ve iltihaplanma tedavisinde kullanılmaktadır .
• Lidoderm olarak pazarlanan lidokain yamaları, zona ( herpes zoster ) periferik ağrısını hafifletir . Ayrıca, 12 saatlik kullanımdan sonra 12 saat boyunca çıkarılması gerekliliği ile sınırlı olmasına rağmen, akut yaralanmalardan kaynaklanan ağrılar ve kronik ağrı için yaygın olarak etiket dışı kullanılmaktadır.
• Bazı deneysel çalışmalar, kontamine ticari deri grefti yamalarına lokal antibiyotik verilmesi için seramik dermal yamaların ve diş ameliyatından sonra diş etine lokal antibiyotik verilmesi için antibiyotik dermal yamaların kullanımını araştırır.

Yenilikçi biyomalzemeler

ipekler

örümcek ağı

Güncel Araştırma

2016 yılında, Nottingham Üniversitesi'nden, doğal olarak eğrilmiş örümcek ipeği ile işlevsel olarak özdeş olan ilk ve tek sentetik örümcek ipeğini açıklayan bir çalışma yayınlandı . Doğal olmayan metionin analogu L-azidohomoalanin (L-Aha) ve genetiği değiştirilmiş E-Coli hücrelerini kullanarak, filamenti oluşturmak için gereken koşullar altında kendi kendine birleşen proteinleri üretebildiler. Bu koşullar yıllar önce J. Johansson ve örümcek ipeği proteinlerinin üretimini inceleyen çalışma arkadaşları tarafından araştırılmıştı. Bu çalışmada kullanılan proteinler, doğada bulunan ipek monomerlerinin minyatürleştirilmiş bir versiyonudur, ancak aynı şekilde davranırlar ve bu modifikasyonlar nedeniyle, kendiliğinden birleşen rekombinant dragline ipeği olan protein 4RepCT'nin işlevselleştirilmiş bölgelerini ifade edebilmişlerdir. filamanın ekseni boyunca fidanlık-ağ örümceğinden türetilen protein.

yöntemler

4RepCT proteinini işlevselleştirme yöntemleri başarılı olmuştur, ancak aynı zamanda ayarlanabilen ve modifiye edilebilen biyolojik ortamlarda kararlı bir protein işlevselleştirmesini güvenilir bir şekilde üretme yolunda değildir. Fonksiyonel peptit dizilerinin ipek genlerine genetik füzyonu ve fonksiyonel moleküllerin amino asit yan zincirleri üzerine kimyasal konjugasyonu, şu anda ayarlanabilir fonksiyonelliğe sahip fonksiyonelleştirilmiş bir 4RepCT proteini elde etmek için bilinen iki yöntemdir. İlk yaklaşım, ipeğin çeviri sonrası manipülasyonunun en aza indirilmesi avantajına sahiptir. Ne yazık ki, genin transkripsiyon hatalarına yol açan yüksek GC (guanin-sitozin) içeriği nedeniyle genetik manipülasyon zordur. Bu yöntem ayrıca, 25 kDa 4RepCT ipek proteini başına tek bir ligand bağlama bölgesiyle fonksiyonel bağlanma bölgelerinin prevalansını da sınırlar. Antikorlar gibi büyük adaptör proteinler, daha fazla bağlanma bölgesi göstermek için kullanılabilir, ancak bu uygun bir çözüm olarak kabul edilmez. Bu yöntemin, doğal spidroin proteinlerinden daha yüksek hücre yapışmasına sahip olan ve çeşitli antimikrobiyal özelliklere sahip 4RepCT proteinleri ürettiği gösterilmiştir. İkinci yöntem, ipek proteinlerinin kimyasal modifikasyonu, uygulamaya bağlı olarak sağlam veya hassas bağlayıcılar kullanılarak çok çeşitli organik ve organometalik ligandların birkaç kopyasının kovalent bağlanmasıyla sonuçlanmalıdır. Bu yöntemle ilgili zorluk, 4RepCT proteininin siteye özgü modifikasyonunu yapmanın zor olmasıdır. Spesifik bölge hedefleme, kalıntıların erişilebilir ve ipek proteininin geri kalanına kimyasal olarak biyoortogonal olacak şekilde modifiye edilmesini gerektirir. Sitozin kalıntıları, bir Michael ilavesi yoluyla bu tür konjugasyon için yaygın olarak kullanılır, ancak bunlar, biyolojik bir ortamda onları uzun süreler boyunca kararsız hale getiren değişim reaksiyonlarına girme eğilimindedir. Bu iki yöntem oldukça eskidir ancak 4RepCT'nin hücresel yapışma, antimikrobiyal etki ve ona bağlı molekül veya ilaç tipi gibi önemli alanlarda ayarlanabileceği gerçeğini doğrulamada faydalı olmuştur.

Daha yakın zamanlarda azid fonksiyonel grupları, EDC/NHS eşleşmesi kullanılarak bir dragline ipek proteininin N-terminaline konjüge edildi, bu da arttırılmış hücre yapışmasına sahip glikopolimer konjuge filmler ve kontrol edilebilir mikro mimarilere sahip DNA-ipek kimeraları verdi. Bununla donanmış olan bu çalışmadaki araştırmacılar, 3 L-Aha tortusunun 4RepCT'ye dahil edilmesini araştırarak . L-Aha'nın azid yan zincirleri, fosfin reaktifleri ile Staudinger ligasyonu ve Bakır (I) katalizli azid-alkin siklo ilavesi ( CuAAC ) veya Strain destekli azid- ile çok sayıda farklı fonksiyonel moleküle oldukça spesifik ve verimli bölgeye özgü konjugasyona izin verir. tıklama reaksiyonlarında alkin siklo ilavesi ( SPAAC ). ${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

Tercih edilen tıklama reaksiyonları

CuAAC ve SPAAC, tıklama kimyasında sıklıkla değiştirilebilen yaygın tıklama reaksiyonlarıdır. Hücre içi Cu(I)'nin sitotoksik olduğu iyi bilinmektedir, bu da CuAAC'ın in-vivo uygulamalara yol açan araştırmalar için SPAAC tıklama reaksiyonları kadar yaygın olmadığı anlamına gelir. Bu çalışmanın araştırmacıları, bu araştırmanın amacına rağmen, birkaç nedenden dolayı in-vivo uygulamalara sahip olmak için CuAAC kullanmaya karar verdiler. Birincisi, sadece 2 glutamik asit kalıntısının bulunması ve histidin kalıntısının olmaması (Cu(I) için yüksek afiniteye sahip iki kalıntı) nedeniyle bakırın protein tarafından bağlanma olasılığı düşüktür. Bu kalıntılar, tioredoksinde bulunur; bu, sentez sırasında 4RepCT proteinine konjuge edilmiş çözündürücü füzyon ortağıdır. Bununla birlikte, trombin ile kendi kendine birleşme reaksiyonunu tetiklemek için tioredoksin çıkarıldığı için bu sorunlara neden olmaz ve bu da lif oluşumuna neden olur. Cu(I) yüklü tioredoksinin bu şekilde uzaklaştırılması ipek yapısından neredeyse tüm bakırı uzaklaştırır. Araştırmacılar ayrıca, EDTA içeren bir tampon aracılığıyla ve THPTA'yı (bakır iyonlarını stabilize eden) kullanarak, lifleri durulayarak Cu(I)'nin daha fazla çıkarılmasıyla sonuçlandı ve ağırlıkça < %0,1 bakır iyonu izi bıraktı. İkinci olarak, CuAAC, 4RepCT gibi yüksek sitozin içeriğine sahip proteinlerin bulunduğu tıklama reaksiyonlarında SPAAC'tan daha iyi performans gösterir. SPAAC işlemi, 4RepCT gibi proteinlerin varlığında, hedef dışı bölgelerde sıklıkla 'tıklamalar' yaratarak ligandın proteinin yanlış kısmına konjuge olmasına ve proteini esasen işe yaramaz hale getirmesine neden olur. Fiber boyunca fonksiyonel bölgelerin sayısını maksimize etmek için CuAAC tercih edilir. ${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

Öncü sonuçlar

Bu çalışma , iki farklı florofor ve antibiyotik levofloksasin ile CuAAC aracılı konjugasyonunu göstererek, gelişmiş özelliklere sahip biyomalzemeler olarak kovalent olarak işlevselleştirilmiş rekombinant örümcek ipeği proteinlerinin potansiyelini ortaya koydu . Araştırmacılar alkin floroforlarla başarılı bir şekilde birleşebildiler ve proteinin ipek lifinin eksenine konjuge olurken bir azid grubu aracılığıyla işlevselleştirilebileceğini kanıtladılar. Elde ettikleri sonuçlar, sadece fiber ekseni boyunca yoğun bir homojen floresan değil, aynı zamanda fiber 1:1 oranında iki farklı floroforla süslendiğinde yoğun bir muntazam kompozit floresans gösterdi. ${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$${\displaystyle 4RepCT^{3Aha}}$

Fonksiyonel azid grubunun klinik olarak ilgili bir molekülle süslenebileceğini kanıtlamak için araştırmacılar, lifi glisidil propargil eter (ve aside dayanıksız bağlayıcı) ile süslemeye ve bir ester bağı kullanarak ona Levofloksasin (gram-pozitif hedefleme antibiyotik) bağlamaya çalıştılar. sırasıyla epoksit karboksilat grupları arasında. Her faktör seviyesinin LB ortamı içerdiği E. Coli NCTC 12242 bakterisine karşı işlevselleştirilmiş ipek lifleri ile bir inhibisyon bölgesi deneyi gerçekleştirdiler. Onların sonuçları, 120 saat boyunca 3.5 cm yarıçapında bir antibiyotik kalıcılığını ve p ile diğer faktör seviyelerinin (yalnızca LB ortamı, işlevsiz ipek ve Levofloksasin katkılı ipek) ~%50'sini koruyan Levofloksasinle süslenmiş lifin başarılı bir işlevselleştirilmesini gösterdi. ≤ 0.01. Levofloksasin'in elyaftan maksimum sürekli salımına 5 günlük bir sürede ulaşılmıştır.

Dermal uygulamalar

Tarihi

Örümcek ipeği bilinen en eski dermal yamalardan biridir. Öncelikli olarak yara bağlama için kullanılan, yakalama spiral ipeğinde bulunan glikoprotein yapıştırıcının yanı sıra lifin kendisinin protein yapısı, hafif antibakteriyel özelliklere sahiptir. Doğal olarak modern tıbba kadar keşfedilmemiş olan yerel bir antiseptik görevi gören ipeğin, yara kaynaklı sepsis ve kronik hastalık oranını azalttı. İpeğin viskoelastik özellikleri ve aşırı gerilme mukavemeti ve tokluğu, bugün 'cerrahi bant' olarak bildiğimiz şeye etki ederek yara iyileşmesine yardımcı oldu.

Önerilen

Mevcut geniş yüzey alanlı yara bakımı yöntemlerine (gazlı bez sarma, bal sirkesi tedavileri ve sistemik antibiyotikler) ve diğer popüler dermal yama kullanımlarına olan üstünlüğüne rağmen, örümcek ipeği klinik uygulamaya girmemiştir. Tarihsel olarak bunun ana nedeni, çiftçilik ve hasat yapmanın çok zor olmasıdır. Birkaç kolay çoğaltılabilen koşullar için ipek ören ipekböceklerinin aksine, örümcekler, bir laboratuar alanında çoğaltılması zor olan av yakalamak gibi belirli amaçlar için ipek örerler. Ek olarak, örümcekler genellikle yamyam olma eğilimindedir, bu nedenle nüfus kontrolü, bir çiftçilik sürecinde neredeyse imkansız bir başka engel olduğunu kanıtlayacaktır. Zorunlu ipek, arzu edilen bir rejimin dışında kalan ipekleri verir. Dermal uygulamalar için önerilen en popüler kullanım durumları şunlardır:

• Yerel ilaç dağıtımı için dermal yama
• Lokal antibiyotik yara pansumanları
• Lokal dermal reperfüzyon iskeleleri
• Yapışkan olmayan yerel ilaç dağıtım cihazlarını takmak için deri mukozal yapıştırıcı

ipekböceği ipeği

Mevcut araştırma

Araştırmalar, ipekböceği ipeğinin doğal antibiyotik özelliklerine, biyolojik olarak taklit eden mekanik özelliklere sahip olmadığını ve bazı insanlarda ölümcül solunum yolu alerjik reaksiyonlarına neden olabileceğini gösteriyor.

Son çalışmalar, rekombinant olarak üretilen örümcek ipeği proteinlerinin, duran bir çözeltinin sıvı-hava arayüzünde kendi kendine birleştiğini ve protein geçirgen, süper güçlü ve ultra esnek zarlar oluşturduğunu göstermektedir. Zorlanmamış kendi kendine bir araya gelme, hücre büyümesini destekleyen bir nanofibriler zar oluşturur. Üç gün içinde birbirine karışan bir insan derisi hücresi tabakası oluşur ve bir hastaya doğrudan teslimat için uygun olacaktır.

Dermal uygulamalar

İpekböceği ipeğinin damar sistemi ile temas ettiğinde insanlar için potansiyel olarak ölümcül olması nedeniyle, ipekböceği ipeği için onaylanmış bir dermal yama veya dermal yama benzeri uygulama yoktur.

Referanslar